Амплипульс-Микро

Автор: Andrey_B
Опубликовано 22.01.2022
Создано при помощи КотоРед.
Участник Конкурса "Поздравь Кота по-человечески 2020!"

Появлению описываемого в этой статье прибора послужили две причины. Первая, на его примере опробовать прием конструирования, позволяющий элегантно решить проблему технологичности корпусирования устройств. Суть приема в том, что печатная плата выполняет функции передней панели прибора и устанавливается вместо верхней крышки корпуса. При этом TFT-дисплей, кнопки, выключатели, разъемы крепятся к плате изнутри различными способами. Ровные круглые и прямоугольные вырезы под них выполняются фрезеровкой, а все надписи нанесены на верхнем слое платы шелкографией. Поэтому не нужны дополнительные операции по резки корпуса и изготовлению наклеек или этикеток. Хоть такой прием и потребует изготовления печатной платы на производстве, зато прибор будет иметь вполне солидный внешний вид. Услугу недорого заказать изготовление печатной платы с доставкой не выходя из дома, сейчас предостовляют много компаний.

Вторая причина, сделать вариант прибора меньше размером, проще и дешевле приборов Амплипульс-МИО, Амплипульс-ИК. А также добавить функцию запрета работы при подключенном внешнем питании.

Суть прибора осталась та же, что и у предшественников, поэтому за основной информацией следует обратиться к статьям с их описанием. В этой же статье будет только подробно описана сборка Амплипульс-Микро.

   Особенности:
Предустановленных настраиваемых профилей: 9.
Подключаемых электродов: 1 пара.
Управление: три кнопки и выключатель питания.
Дисплей: TFT 1.8d 160х128.
Питание: LiIon аккумулятор 18650, 1 шт.
Заряд аккумулятора: стандартный адаптер с разъемом microUSB.
Размер: 100х55х50 мм.
Масса (без аккумулятора): 95 г.

   Остальные характеристики как и у остальных приборов серии:
Длительность процедуры: 1...99 мин.
Частота несущей частоты: 5 кГц.
Плавная регулировка тока: 0...100 мА
Форма сигнала несущей: синусоидальная.
Полярность сигнала: двуполярный(физиотерапия), однополярный(электрофорез).
Частота модуляции сигнала F= 0.5...200 Гц.
Форма модулирующего сигнала: синус, прямоугольник, нарастающая(пила), короткий импульс, парный импульс.
Глубина модуляции синусоидального сигнала М: 0%, 10%, 25%, 50%, 75%, 100%.
Чередование сигналов: 24 варианта чередования и длительности (0.5...10 сек) различных сигналов и пауз (пауза, сниженный сигнал, непрерывный сигнал, сигнал M=100% F=150Hz).

Схема похожа на схему от Амплипульс-ИК, за исключением нескольких моментов. Функции контроллера заряда аккумулятора и первого повышающего преобразователя теперь выполняет отдельный недорогой покупной модуль. Расположенным на нем подстроечным резистором, нужно выставить выходное напряжение равным 11В. И провести доработку - перерезать дорожку идущую от контакта "+" аккумулятора ко входу повышающего преобразователя (помечена крестом).

Из-за дисплея с меньшим разрешением, параметры профиля теперь располагаются на отдельной странице, при этом линейные размеры шрифта стали больше. Сравнение:

Функционал вращения энкодера заменен на нажатие кнопок "+" и "-". Нажатие кнопки "М" соответствует нажатию на энкодер. Сразу после включения одновременным удержанием кнопок "+" и "-" можно включить индикацию напряжений аккумулятора и внутреннего преобразователя +50В. При включении прибора с зажатыми кнопка "+" и "М" произойдет восстановление заводских установок профилей.

Монтаж на печатной плате достаточно плотный, поэтому нужно придерживаться определенной последовательности действий. Сначала на плату монтируются все компоненты кроме дисплея, кнопок, бузера, модуля аккумулятора и выключателя. Большая часть примененных компонентов в SMD-исполнении. Выводные, например электролитические конденсаторы, монтируются планарно, к контактным площадкам.

Так как потенциал на проводниках платы достигает 50В, а переходные отверстия на плате хоть и имеют диаметр всего 0.4мм, даже закрытые маской, не имеют полной герметичности, поэтому возможен пробой, например при касании платы мокрыми пальцами. Для избежания такой ситуации, на данном этапе монтажа, верхний слой платы следует покрыть лаком Plastik-71 из распылителя.

После высыхания лака на плату монтируются кнопки. Они запаиваются снизу, толкателями через плату наверх. Выводы у них нужно выгнуть в обратную сторону, к плате.

Следующий на очереди - дисплей. Перед его запайкой нужно с двух сторон аккуратно надрезать его шлейф, что-бы он прошел между крайними кнопками.

После его запайки желательно прошить прибор и включить (питание от программатора), чтобы убедиться в работоспособности дисплея. Прошить можно недорогим программатором ST-Link V2. Контакты разъема программирования не имеют отверстий, поэтому для надежного подключения программатора лучше всего использовать специализированные пружинные контакты, которые можно купить на алиэкспрес, но можно обойтись и обычными штырьками PLS.

Еcли дисплей исправен, его можно приклеить на плату. Для этого нужно на нижнем слое платы, по самым краям выреза под дисплей, приклеить четыре полоски узкого двухстороннего скотча. Затем аккуратно приклеить на него дисплей так, чтобы видимая область оказалась точно посередине выреза. Попытка выдавить внутрь, приклеенный ради эксперимента неисправный индикатор, показала очень высокую прочность такого способа крепления. Использовался прозрачный акриловый скотч шириной 2мм на красной подложке, тоже с алиэкспрес.

Далее запаиваются бузер и выключатель. Боковые грани выключателя сначала нужно залудить с помощью ЛТИ-120, а затем припаять к контактным площадкам на плате. Движок включателя должен торчать в прорези платы наверх и свободно перемещаться. К контактам припаиваются провода.

Следующим запаивается модуль заряда аккумулятора. Разъем microUSB должен располагаться точно на против прорези. Модуль запаивается к контактным площадкам с обоих сторон. Может потребоваться чуть обработать надфилем край платы модуля, который прилегает к основной печатной плате.
На модуле заряда имеются светодиоды процесса (красный) и окончания (зеленый) заряда, чтобы было видно их свечение, нужно на против них в боковой части корпуса просверлить отверстие диаметром 3мм, вставить туда прозрачный светодиод с обкусанными ногами и зафиксировать его там каплей термоклея. Это единственная механическая операция обработки корпуса. Отсек аккумулятора нужно приклеить двухсторонним скотчем на дно корпуса так, чтобы он не мешал другим компонентам.

После сборки необходимо все проверить, подать с лабораторного источника питание напряжением 4В, ток потребления при этом должен быть примерно 160мА (120мА с пригашенной подсветкой), и немного увеличиваться при запуске режима терапии. Затем подключить к выходу нагрузку 280 Ом не менее 3Вт и включить непрерывном режим. При уровне 100% на нагрузке (ток примерно 100мА rms) должен присутствовать ровный синус размахом +-35В (26Vrms). При этом ток потребления должен быть не более 1.3А. Следует иметь ввиду, что элементы повышающего преобразователя на модуле заряда при токе более 1А начинают интенсивно греться, но в режиме обычного использования прибора, ток такого значения не достигает.

Много _компонентов_ легко находится на алиэкспрессе. Дисплей Z180SN007, SPI 18PIN 128*160 на контроллере ST7735S, применяется в тестере GM328A. Модуль заряда аккумулятора на микросхемах MT3608 и TC4056A:

Выключатель движковый размером 12х5.5мм. Высота толкателей переключателя и кнопок должна быть около 4 мм. Гнезда для монтажа на панель, при установке неиспользуемые втулки нужно убрать. Тонкий, крепкий, узкий двухсторонний скотч применяется при ремонте смартфонов и продается в соответствующих магазинах. В качестве проводов для электродов использованы шнуры от недорогих щупов для мультиметров. Корпус G1032B - черный, соответственно не забудьте при заказе печатной платы указать черный цвет маски.

Предупреждение: внимательно ознакомьтесь с противопоказаниями и ограничениями использования такого рода приборов и процедур, все делаете на свой страх и риск.

Файлы:
Принципиальная схема
Прошивка v3.3
Гербер
Паспорт

Все вопросы в Форум.